(57)【要約】【課題】難排出性の粉体を定量的に長時間連続して供給する。【解決手段】回転軸４ａを中心とした回転対称形状を有し、外周面に前記回転軸が延びる方向に所定の曲率を有し、粉体搬送面が設けられた回転体４と、前記回転体を回転させる駆動部２０と、粉体を収容し下端に形成された開口部が前記回転体の前記粉体搬送面と所定間隔を保つように設置されたホッパー６と、前記ホッパーに対して機械的運動を付与する運動付与部８と、前記ホッパーから前記回転体の前記粉体搬送面に粉体を供給する供給部と、前記回転体の前記粉体搬送面に供給された粉体を機外に排出する排出部１２ａとを備える。【選択図】図１
2013240750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心とした回転対称形状を有し、外周面に前記回転軸が延びる方向に所定の曲率を有し、粉体搬送面が設けられた回転体と、
前記回転体を回転させる駆動部と、
粉体を収容し下端に形成された開口部が前記回転体の前記粉体搬送面と所定間隔を保つように設置されたホッパーと、
前記ホッパーに対して機械的運動を付与する運動付与部と、
前記ホッパーから前記回転体の前記粉体搬送面に粉体を供給する供給部と、
前記回転体の前記粉体搬送面に供給された粉体を機外に排出する排出部と、
を備えることを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記運動付与部は、前記ホッパーに対して、前記ホッパーの前記開口部の略中心を通る軸回りの回転、振動及び衝撃の中の少なくとも１つを付与することを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記回転体の前記粉体搬送面は、粗面が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記粉体搬送面に供給された粉体を検出する第１センサー及び前記粉体搬送面から排出されなかった粉体を検出する第２センサーを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記回転体の回転速度を調整する回転速度調整部及び前記所定間隔の大きさを調整する間隔調整部の中の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
前記排出部により排出された粉体の量を検出する排出量センサーと、
前記排出量センサーによる検出結果に基づいて、前記回転速度調整部及び前記間隔調整部の中の少なくとも一方を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難排出性の粉体を定量的に供給する粉体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体を定量的に供給するための供給装置として、ホッパー内に投入された粉体をスクリューを用いて一方向に搬送し排出部からの排出量を一定に保つスクリューフィーダー（例えば、特許文献１参照）、粉体の流れを案内する台板に振動を与え台板の先端部から落下する粉体の量を一定に保つ振動フィーダー（例えば、特許文献２参照）、回転テーブルの回転によって、粉体を内筒と回転テーブルとの隙間から粉粒体通路に送り出し排出口からの排出量を一定に保つサークルフィーダー（例えば、特許文献３参照）等が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−７６８７５号公報
【特許文献２】特開平９−５１４８号公報
【特許文献３】特開２００１−２９７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、付着性、凝集性、固着性、または固結性の強い難排出性粉体の供給に上述のスクリューフィーダー、振動フィーダー、サークルフィーダー等を用いた場合には、スクリューの回転、台板の振動、回転テーブルの回転等によって粉体が固結し粉体を定量的に長時間連続して供給することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量的に長時間連続して供給することができる粉体供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の粉体供給装置は、回転軸を中心とした回転対称形状を有し、外周面に前記回転軸が延びる方向に所定の曲率を有し、粉体搬送面が設けられた回転体と、前記回転体を回転させる駆動部と、粉体を収容し下端に形成された開口部が前記回転体の前記粉体搬送面と所定間隔を保つように設置されたホッパーと、前記ホッパーに対して機械的運動を付与する運動付与部と、前記ホッパーから前記回転体の前記粉体搬送面に粉体を供給する供給部と、前記回転体の前記粉体搬送面に供給された粉体を機外に排出する排出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また本発明の粉体供給装置は、前記運動付与部が前記ホッパーに対して、前記ホッパーの前記開口部の略中心を通る軸回りの回転、振動及び衝撃の中の少なくとも1つを付与することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の粉体供給装置は、前記回転体の前記粉体搬送面に粗面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の粉体供給装置は、前記粉体搬送面に供給された粉体を検出する第１センサー及び前記粉体搬送面から排出されなかった粉体を検出する第２センサーを備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の粉体供給装置は、前記回転体の回転速度を調整する回転速度調整部及び前記所定間隔の大きさを調整する間隔調整部の中の少なくとも一方を備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の粉体供給装置は、前記排出部により排出された粉体の量を検出する排出量センサーと、前記排出量センサーによる検出結果に基づいて、前記回転速度調整部及び前記間隔調整部の中の少なくとも一方を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量的に長時間連続して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る粉体供給装置を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る粉体供給装置のシステム構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る粉体供給装置について説明する。図１は実施の形態に係る粉体供給装置の斜視図である。粉体供給装置２は、支持部材３、回転体４、ホッパー６、駆動機構８、間隔調整部１０、重量測定部１２、エゼクター１４及び粉体検出センサー１６、１８を備えている。支持部材３は、下方側を開放した断面コ字型の部材である。支持部材３は、回転体４、ホッパー６、駆動機構８、間隔調整部１０及び粉体検出センサー１６、１８等を支持した状態で、重量測定部１２の上面に載置されている。
【００１５】
回転体４は、球体形状の左右両側部を垂直にカットした形状を有している。回転体４には、垂直にカットされた左右両側部の中央部を貫通する回転軸４ａが取付けられている。即ち、回転体４は回転軸４ａを中心とした回転対称形状を有しており、回転体４の外周面は、回転軸４ａが延びる方向に所定の曲率を有している。回転軸４ａは、その両端部が支持部材３の両側面に設けられた支持孔によって、略水平に軸支されている。また回転軸４ａの一端部には、支持部材３の一側面に取付けられたモータ２０が接続されている。これにより回転体４は、重量測定部１２に接触しない位置で、モータ２０が回転することによって回転軸４ａを中心に回転する。
【００１６】
回転体４の外周面におけるホッパー６の下端部に対向する領域には、粗面が形成されている。ここで回転体４の外周面の粗面が形成された領域は、粉体を搬送する搬送面４ｂとして機能する。なお粗面は、ローレット加工等により回転体４の外周面に回転体４の回転軸と平行または、垂直でない角度を持った複数の溝を直接形成することにより形成される。ここでローレット加工等により形成される溝は、回転体４の表面から垂直に掘り込まれた断面形状を有するものであっても、回転体４の中心から遠ざかる方向に広がりを持つ断面形状を有するものであってもよい。なお、溝は後述する微細な粉体の中位径の１／２よりも大きい深さを有するものが形成される。
【００１７】
ホッパー６は、内径の大きさが上部から下部まで一定の円筒形状の収容部を有しており、収容部に難排出性の粉体を収容する。ここで難排出性の粉体とは、圧密等により外力が加わると性状が大きく変化し、固結をおこし易い粉体であり、例えば金属、金属酸化物、有機化合物等の粉体や湿粉等が挙げられる。ホッパー６は、円筒形状の収容部の下端部が回転体４の搬送面４ｂと所定の間隔を保つように、支持部材３の上面に設けられた開口に鉛直に差し込まれた状態で設置されている。ホッパー６は、円筒形状の収容部の上端の開口部が粉体を投入するための投入口となり、円筒形状の収容部の下端の開口部が回転体４の搬送面４ｂに粉体を供給するための供給口となる。また支持部材３の上面よりも上部のホッパー６の側面には、ホッパー６を回転させるための歯車６ａが取付けられている。
【００１８】
駆動機構８は、支持部材３の上面に設置され、回転軸２２、モータ２４及び歯車２６によって構成されている。回転軸２２は、鉛直方向に設置されモータ２４により回転駆動される。歯車２６は、回転軸２２に取付けられており、歯車６ａとかみ合っている。従ってモータ２４が回転することによりホッパー６は同時に回転する。このときのホッパー６に付与される回転は、歯車６ａの回転軸周り即ちホッパー６の下端の開口部の略中心を通る軸周りの回転となる。
【００１９】
間隔調整部１０は、ホッパー６の上部に配置され、不図示のラックギアとピニオンギア等を備えており、制御部３２（図２参照）から送られてくる制御信号に従いピニオンギアを回転させホッパー６を上下方向に移動させてホッパー６の下端部と回転体４の搬送面４ｂとの間隔の調整を行なう。
【００２０】
重量測定部１２は、支持部材３、回転体４、ホッパー６、駆動機構８、間隔調整部１０及び粉体検出センサー１６、１８、モータ２０及び排出されていない粉体等の重量を測定する。これにより、排出された粉体の重量を算出することができる。また重量測定部１２の回転体４の下方には、排出部として回転体４に供給された粉体を落下させて排出させるための開口１２ａが設けられている
エゼクター１４は、重量測定部１２の下方に配置され、エゼクター１４の吸引口１４ａは、重量測定部１２の開口１２ａに対向するように配置されている。開口１２ａから排出された粉体は、管路を介して圧縮空気により不図示の他装置へと輸送される。
【００２１】
粉体検出センサー１６は、支持部材３によって支持され、回転体４上の粉体の搬送方向におけるホッパー６の下流側で回転体４の搬送面４ｂに供給された粉体を検出する。また粉体検出センサー１８は、支持部材３によって支持され、回転体４上の粉体の搬送方向におけるホッパー６の上流側で、エゼクター１４により吸引、排出されなかった粉体を検出する。
【００２２】
図２は実施の形態に係る粉体供給装置２のシステム構成を示すブロック図である。粉体供給装置２は、各部の動作を統括的に制御する制御部３２を備えている。制御部３２には、間隔調整部１０、重量測定部１２、粉体検出センサー１６、１８、モータ２０、２４及び報知部３４が接続されている。
【００２３】
次に実施の形態に係る粉体供給装置における粉体の供給処理について説明する。まずホッパー６の投入口から粉体を投入する。次に制御部３２の制御によりモータ２０を駆動させて回転体４を回転させると共に、モータ２４を駆動させてホッパー６を回転させる。これにより、回転体４の搬送面４ｂに形成された粗面によってホッパー６の下端部の供給口から粉体が引出され回転体４の搬送面４ｂに粉体が供給される。
【００２４】
この場合にホッパー６には、機械的運動として下端の開口部の略中心を通る軸周りの回転運動が付与されていることからホッパー６内の粉体にアーチングやラットホールが生じにくくホッパー６から安定した粉体の排出を可能とし、回転体４の搬送面４ｂに粉体を供給することができる。
【００２５】
回転体４の搬送面４ｂに供給された粉体は、回転体４の回転により開口１２ａに向けて搬送される。制御部３２は、搬送されている粉体を粉体検出センサー１６により検出することにより、ホッパー６から回転体４の搬送面４ｂに粉体が供給されていることを確認する。ここで回転体４の搬送面４ｂにおいて粉体が確認できなかった場合には、ブザーやランプなどの報知部３４によりホッパー６から粉体の供給が適切に行なわれていない旨の報知を行う。
【００２６】
回転体４の搬送面４ｂから開口１２ａに落下した粉体は、エゼクター１４によって吸引し排出される。ここで粉体が排出されると、重量測定部１２により測定される重量は、排出された粉体の分だけ減少する。従って制御部３２は、単位時間当たりの重量の減少量を監視することにより、粉体が定量的に排出されているか否かを判断する。
【００２７】
制御部３２は、単位時間当たりの減少量が所定量である場合には、現在の状態を維持したまま粉体の排出を継続する。一方、制御部３２は、単位時間当たりの減少量が所定量未満の場合、ブザーやランプなどの報知部３４によりホッパー６から粉体の供給が適切に行なわれていない旨の報知を行う。または／かつモータ２０の駆動速度を上昇させ回転体４の回転速度を上昇させる制御を実行する。これによりホッパー６から回転体４の搬送面４ｂへ供給される粉体の供給量を増加させ、単位時間当たりの重量の減少量が所定量になるように調整する。なお、制御部３２は、回転体４の回転速度を上昇させる代わりに、間隔調整部１０によってホッパー６を上昇させる制御を行ない、ホッパー６の下端部と回転体４との間隔を拡げて回転体４の搬送面４ｂへの粉体の供給量を増加させてもよい。また制御部３２は、ホッパー６を上昇させる制御と、回転体４の回転速度の上昇させる制御との両方を行なって回転体４の搬送面４ｂへの粉体の供給量を増加させてもよい。
【００２８】
また制御部３２は、監視している単位時間当たりの重量の減少量が所定量を超えたときは、ブザーやランプなどの報知部３４によりホッパー６から粉体の供給が適切に行なわれていない旨の報知を行なう。または／かつ回転体４の回転速度を低下させる制御とホッパー６の下端部を下降させる制御の少なくとも一方の制御を行なって回転体４の搬送面４ｂへの粉体の供給量を減少させ、単位時間当たりの重量の減少量が所定量になるように調整する。
【００２９】
また制御部３２は、粉体検出センサー１８によりホッパー６の上流側において回転体４の搬送面４ｂの粉体を検出することにより、回転体４の搬送面４ｂ上の粉体がエゼクター１４により吸引し排出されているか否かの確認を行なう。ここで回転体４の搬送面４ｂの粉体が確認できた場合には、ブザーやランプなどの報知部３４により、エゼクター１４による粉体の吸引、排出が適切に行なわれていない旨の報知を行う。
【００３０】
この実施の形態に係る粉体供給装置２によれば、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量的に長時間連続して粉体の供給を行なうことができる。また回転体４の回転速度の調整、またはホッパー６と回転体４の下端部との間隔の調整を行なうことによって、粉体の供給を行ないつつ回転体４の搬送面４ｂに供給される粉体の供給量を調整するため、難排出性の粉体を精度良く定量的に長時間連続して供給することができる。
【００３１】
また、上述の実施の形態に係る粉体供給装置２によれば、ホッパー６を下端の開口部の略中心を通る軸周りに回転させているため、ホッパー６内で粉体にアーチングやラットホールが生じにくくホッパー６から安定して回転体４の搬送面４ｂへの粉体の供給が行なわれ易い。従って、他の装置などに対して定量的な粉体の供給を連続して行うことができる。
【００３２】
なお、上述の実施の形態においては、機械的運動としてホッパー６を下端の開口部の略中心を通る軸周りに回転させたが、これに限らず機械的運動としてホッパー６に対して振動や衝撃を与えるようにしてもよい。その場合、間隔調整部１０によって小刻みにホッパー６を上下動させてもよく、またホッパー６に対して、振動や衝撃を与えるためのモータや、駆動機構を取付けるようにしてもよい。
【００３３】
また、上述の実施の形態においては、回転体４から落下した粉体をエゼクター１４によって排出しているが、これに限らずエゼクター１４とは異なる装置を用いて回転体４から粉体を排出してもよく、回転体４から粉体が落下する前に、回転体４から直接吸引するなどの手段によって排出してもよい。
【００３４】
また、上述の実施の形態においては、回転体４の搬送面４ｂにローレット加工によって粗面を形成したが、これに限らず旋盤加工等により、1本又は複数本の溝を回転体４の回転軸と垂直方向に切ることにより粗面を形成してもよい。ここで旋盤加工等により形成される溝は、回転体４の表面から垂直に掘り込まれた断面形状を有するものであっても、回転体４の中心から遠ざかる方向に広がりを持つ断面形状を有するものであってもよい。また形成された溝の最深部にさらにローレット加工を施してもよい。また、溝は、底部がなくV字形状であってもよい。この場合に溝の深さは粉体の中位径の１／２よりも大きくする。また、サンドブラスト加工等により回転体４の搬送面４ｂに粗面を形成してもよく、更に回転体４の搬送面４ｂにディンプル加工を施すことにより粗面を形成してもよい。
【００３５】
また、上述の実施の形態に係る粉体供給装置２の回転体４に対して、搬送面４ｂに供給された粉体を落とし易くするための振動を与えるようにしてもよい。この場合回転体４に直接振動を付与するモータや振動機構を取付けて回転体４に振動を与えてもよく、また回転軸４ａに対して振動を付与するモータや振動機構を取付け、回転軸４ａを介して回転体４に振動を与えてもよい。
【００３６】
また、上述の実施の形態においては、回転体４を球体の左右両端を垂直方向にカットした形状としたが、これに限らず球体形状等であってもよい。
【００３７】
また、上述の実施の形態においては、ホッパー６は上部から下部まで一定の形状である円筒形状の収容部を有していたが、上部から下部まで一定の形状である必要はなく、例えば断面の形状が上部は角形、下部が丸形など異なってもよい。さらに粉体の自重による粉体圧を減少させるため、上部より下部の断面積が大きくなるような形状、例えば逆円錐台形状であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
２…粉体供給装置、４…回転体、６…ホッパー、８…駆動機構、１０…間隔調整部、１２…重量測定部、１４…エゼクター、１６，１８…粉体検出センサー
【図１】
2013240750.tif 000003
【図２】
2013240750.tif 000004